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四、地下工程特殊施工技術

(一)地下工程施工中的幾種特殊幵挖方法

1.氣壓室法

將整個開挖洞段密封起來，在進出口段做上氣密室，由洞外進入氣密室再進入洞內，須經過兩層密封門，洞內氣壓大于外壓或大氣壓1.2bar(巴)。用這個超壓來減少滲入洞內的水，也用此壓力來改善圍巖自穩情況。當然，氣壓室法需額外的設備投資，而且施工的速度將降低，一般只是在不得已時采用，上海過江隧道即用此法。

2.凍結法

自從1883年德國工程師波茲舒(F.H.Poetsch)在德國首次應用凍結法開鑿井筒，并取得專利以來，該項技術廣泛應用于礦井建設、地下鐵道和河底隧道等工程。在地下水特多，難以施工時，也有采用冷凍法，用液氮注人地層中，將隧道周圍的土壤全部深度凍結起來。然后進行開挖。這個方法非常昂貴，非不得已，一般不采用。

3.分部開挖、分部支護法

在軟弱地層中開挖較大的洞室，目前常用的辦法是先開挖一小部分，然后用噴錨支護做全斷面保護，再逐步擴挖，逐步支護。最常用的是雙側導坑法，即挖好一個側導坑，支護好，再挖另一個側導坑，也支護好。最后再挖掉中間遺留下來的土柱，并支護形成封閉結構。開挖后再在其中做鋼筋混凝土二次襯砌。我國北京地鐵王府井一東單區間折返線，就是采用類似的方法施工的。根據折返線斷面類型、地面沉降控制分析及工期、造價比較、同時兼顧前后斷面施工的銜接，選定了正臺階法、中隔壁法、“眼鏡”法、中洞法等分部開挖、分部支護形式。

4.超前灌漿、超前錨桿法

在地下水很豐富的地方，如海底隧道、河底隧道，常采用超前灌漿法。即在開挖前事先在掌子面上鉆孔深為二三十米的深孔，進行壓力固結灌漿，使將要開挖洞段的巖縫盡量固結起來并減少漏水，然后開挖。挖到灌漿深度一半時，再做一圈深孔灌漿，如此不斷循環，使開挖工作面始終在灌漿固結過的巖層中進行。

超前錨桿法也是常用的。在掌子面頂拱部位向前上方打入4?5m長的錨桿，錨桿后端出露較長，用噴混凝土或鋼拱架支護好，然后向前開挖1?2m支護好，再打下一輪錨桿，再往前挖，如此循環下去，使開挖始終在頂部錨桿的保護下進行。

在軟巖或地下水多的軟巖中，錨桿可能強度不夠，則可改為打入鋼管。

(二)長距離頂管技術

地下管道的敷設一般采用開槽方法，這種方法施工時挖大量土方，占用大量臨時場地，管道安裝后需進行回填，而且施工時影響交通，影響環境。而采用頂管技術敷設管道，無須挖槽或在水下開挖土方，并可避免為疏干和固結土體而采用的降低地下水位等輔助措施，從而大大加快施工速度，降低造價，并能克服在穿越江河湖海等無法降水的特殊環境下施工的困難。

普通頂管施工是在一般條件下的頂進技術，在最佳施工條件下，一次頂進長度為100m左右，但在城市干管施工中，或管線需穿越大型建筑群或河道時，普通頂管法的一次頂進長度就不足以頂完全程，因此需要完善長距離頂管技術。

長距離頂管的施工程序是：先在管道的一端挖掘工作坑(井)，完成后在其內安裝頂進設備，將管道頂入土層，邊頂進邊挖土，將管段逐節頂人土層內，直到頂至設計長度為止。

(三)氣動夯管捶鋪管施工

氣動夯管錘是一種不需要阻力支座，利用動態的沖擊能將空心的鋼管推入地層的機械。它實質上是一個低頻，大沖擊功的氣動沖擊器，由壓縮空氣驅動，將所鋪設的鋼管沿設計路線夯入地層，實現非開挖鋪設管線。施工時，夯管錘的沖擊力直接作用在鋼管的后端，通過鋼管傳遞到前端的切削管靴上切削土體，并克服土層與管體之間的摩擦力，使鋼管不斷進入土層。隨著鋼管的前進被切削的土芯進人鋼管內，在第一節鋼管夯入地層后，后一節鋼管與其焊接在一起，如此重復，直到夯入后一節鋼管，待鋼管全部夯到目標后，取下切削管靴，用壓縮空氣、高壓水、螺旋鉆、人工掏土等方式將管內土排出，鋼管留在孔內，完成鋪管作業。

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（責任編輯：zyc）

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